长沙市中考理综（物理部分）试题（含答案解析）

答案：机器人的功率为：P===0.8kW．

故答案为：（1）振动；（2）送餐机器人都装有遥感装置，此装置是利用什么来传递信息的；红外线（合理即可）．

23．（2016长沙）某海上蹦极挑战者的质量为50kg，下落的高度为45m，所用的时间为5s，g取10N/kg，求：

（1）挑战者下落的平均速度； （2）重力对挑战者所做的功 （3）重力做功的功率．

【解答】解：（1）挑战者下落的平均速度： v==

=9m/s；

（2）重力对挑战者所做的功：

W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×45m=22500J； （3）重力做功的功率： P==

=4500W．

答：（1）挑战者下落的平均速度为9m/s； （2）重力对挑战者所做的功为22500J； （3）重力做功的功率为4500W．

24．（2016长沙）科学小组设计了一个给工作镀膜的电路模型，通过改装电压表来观察和控制工件放入镀膜中的深度．如图，电源电压恒定，R0为定值电阻，在压敏电阻RX上放有托盘，托盘上放有容器（不计托盘和容器的质量），容器内装有40N的水．闭合开关，用轻质杠杆连接不吸水的圆柱体工件，将工件两次浸入水中（均未浸没且不触底，水未溢出），第一次工件下表面距水面2cm，电压表示数为6V，杆的作用力为10N；第二次工件下表面距水面6cm，电压表示数为4V，杆的作用力为6N．压敏电阻上表面的

2

103kg/m3，求： 受力面积为20cm，其电阻值RX随压力F的变化关系如表．g取10N/kg，ρ水=1.0×

F/N 42 44 46 48 … 62 64 RX/Ω 28 22 18 16 … 9 8 （1）工件未浸入水中时，压敏电阻所受的压强．

（2）工件下表面距水面2cm时，其下表面所受水的压强．

（3）为使工件浸入镀膜液中的深度越深（未浸没），电压表的示数越大，从而控制镀膜情况，你认为应该怎样利用现有元件改进电路？

（4）在原设计电路中，如果工件两次浸入水中压敏电阻所受压强的变化大于6000Pa，求该电路的电源电压．

【解答】解：（1）不计托盘和容器的质量，压敏电阻受到的压力： F=G=40N，

压敏电阻所受的压强： p==

=2×104Pa；

（2）工件下表面所受水的压强：

p′=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣2m=200Pa；

（3）由题意可知，工件下表面距水面2cm到6cm时，杆的作用力从6V变为4V，即电压表所测Rx两端的电压越小，

因电源的电压不变，且电源的电压不变， 所以，R0两端的电压越大，

故使工件浸入镀膜液中的深度越深（未浸没），电压表的示数越大，电压表应并联在R0的两端； （4）工件下表面距水面2cm到6cm时，排开水的体积变大，受到的浮力变大，

由F浮=G﹣F′的变形式F′=G﹣F浮可知，杆的作用力应减小，而实际上杆的作用力从10N变为6N， 所以，杆上力开始为拉力，后为压力，

杆的作用力向上时，工件和容器受到竖直向上的支持力、拉力，竖直向下的工件和水的重力， 由力的平衡条件可得，受到的支持力： F支持=G水+G工件﹣F′，

杆的作用力向下时，工件和容器受到竖直向上支持力，竖直向下的工件和水的重力、向下的压力， 由力的平衡条件可得，受到的支持力： F支持′=G水+G工件+F″，

因压敏电阻受到的压力和容器受到的支持力是一对平衡力， 所以，压敏电阻所受压力的变化：

△F=F支持′﹣F支持=（G水+G工件+F″）﹣（G水+G工件﹣F′）=F″+F′=6N+10N=16N， 压敏电阻所受压力的变化量： △p=

=

=8000Pa＞6000Pa，满足要求，

当第一次工件下表面距水面h1=2cm=0.02m时，工件受到的浮力： F浮=G﹣F′，

由阿基米德原理可得：

F浮=ρ水gV排=ρ水gS工件h1，即ρ水gS工件h1=G﹣F′﹣﹣﹣① 第二次工件下表面距水面h2=6cm=0.06m，工件受到的浮力： F浮′=G+F″=G+6N， 由阿基米德原理可得：

F浮′=ρ水gV排′=ρ水gS工件h2，即ρ水gS工件h2=G+F″﹣﹣﹣② ②﹣①可得： S工件=

=

=0.04m2，

103kg/m3×10N/kg×0.04m2×0.02m=8N， 则F浮=ρ水gV排=ρ水gS工件h1=1.0×

F浮′=ρ水gV排′=ρ水gS工件h2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m2×0.06m=24N，

因工件受到的浮力和工件对水的压力是一对相互作用力， 所以，容器对压敏电阻的压力分别为：

F1=G水+F浮=40N+8N=48N，F2=G水+F浮′=40N+24N=64N， 由表格数据可知，对应压敏的电阻分别为R1=16Ω，R2=8Ω， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，电路中的电流分别为： I1=

=

=0.375A，I2=

=

=0.5A，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变， 所以，电源的电压：

U=I1（R1+R0）=I2（R2+R0），即0.375A×（16Ω+R0）=0.5A×（8Ω+R0）， 解得：R0=16Ω，V．